局部电镀法修复箱体轴承松动和加工超差孔的技巧Word下载.docx

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摘要

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层（deposit），改变基材表面性质或尺寸。

电镀能增强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属）、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。

电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。

通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。

镀层大多是单一金属或合金，如锌、镉、金或黄铜、青铜等；

也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；

还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。

电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外，还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。

关键词：

电镀；

电解作用；

机械制品；

电镀层。

目录

摘要I

一、电镀的目的和意义1

二、电镀的原理2

三、镀液的选择3

四、镀铬层的特点4

五、镀铬层的应用范围5

六、镀铬工艺6

七、总结8

八、参考文献9

一、电镀的目的和意义

此外，依各种电镀需求还有不同的作用。

举例如下：

1.镀铜：

打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。

（铜容易氧化，氧化后，铜绿不再导电，所以镀铜产品一定要做铜保护[1]）

2.镀镍：

打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，（其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬）。

（注意，许多电子产品，比如DIN头，N头，已经不再使用镍打底，主要是由于镍有磁性，会影响到电性能里面的无源互调）

3.镀金：

改善导电接触阻抗，增进信号传输。

（金最稳定，也最贵。

）

4.镀钯镍：

改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。

5.镀锡铅：

增进焊接能力，快被其他替物取代（因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡）。

6.镀银：

（银性能最好，容易氧化，氧化后也导电）

电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。

除了导电体以外，电镀亦可用于经过特殊处理的塑胶上。

最初，产品的幅宽饬。

厘米以下，大部分曲厘米以下。

在三十年代，某钢铁厂就具有电镀较宽带钢的专用生产作业线，使用不溶阳极，利用低品位矿石和碎矿补充电解液中的锌，采用过滤和净化循环，从而维持电镀液的成分。

1939年，Weirtonsteel的镀锡作业线改用镀锌。

在此采用了HubbleWeisberg电镀液，并添加了氨合氯化锌络盐。

弹药箱因为生锈而损坏，为使其具有耐蚀性，将镀锡作业线改为带钢作业线。

二、电镀的原理

电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件（阴极）和阳极构成的电解装置。

其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物（如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等）。

电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。

图2.1电镀原理图

在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。

电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。

通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。

阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。

在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。

电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。

电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。

首先电镀液有六个要素：

主盐、附加盐、络合剂、缓冲剂、阳极活化剂和添加剂。

　　电镀原理包含四个方面：

电镀液、电镀反应、电极与反应原理、金属的电沉积过程。

　　电镀反应中的电化学反应：

被镀的零件为阴极，与直流电源的负极相连，金属阳极与直流电源的正极联结，阳极与阴均浸入镀液中。

当在阴阳两极间施加一定电位时，则在阴极发生如下反应：

从镀液内部扩散到电极和镀液界面的金属离子Mn+从阴极上获得n个电子，还原成金属M。

另一方面，在阳极则发生与阴极完全相反的反应，即阳极界面上发生金属M的溶解，释放n个电子生成金属离子Mn+。

三、镀液的选择

目前，国内有刷镀溶液上百种。

每一种镀液都有其自身的特点和一定的使用范围。

电镀时，合理地选用镀液是获得优质镀层的关键，下面我们讨论选择镀液时所尖遵循的一般原则。

从提高结合强度方面选择打底层镀液对所有的镀层来说，人们都希望能与基体金属结合得非常牢固。

打底层是镀层与基体金属结合的前沿，所以正确选择打底层镀液和正确运用打底层对整个镀层质量有至关重要的影响。

对于不同的基材，其性质、结构特点等均有所不同，应根据不同的基体材料，选择不同的镀液。

例如：

酸性镀液不宜直接镀在组织疏松的铸铁、铸钢等基体金属上，否则因残留酸液渗入而对基体腐蚀或造成使用过程中镀层剥落；

高速酸铜不应直接镀在钢铁基体表面，否则在酸笥条件下将发生置换反应：

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；

此时将使铜产生部分化学沉积而不完全是电沉积铜，致使镀层结合强度降低，锌、锡等金属表面不能用酸性镀液直接起镀，否则将造成基体严重腐蚀。

为了解决这些总是，在零件表面活化处理后，应选择一种合适的镀液先镀上一层金属体为打底层。

低碳钢、普通低碳合金钢、中碳钢、中碳合金钢、不锈钢、高合金钢、某些淬火铜及特殊钢等基本材料，刷镀工作层之前，应该选取用特殊镍溶液镀积厚约2~5mm的底层，然后根据需要再镀其它金属层至所需厚度。

对组织比较疏松的材料，如铸铁，易被酸笥溶液腐蚀并且表面微孔中易残留酸液，形成厚电池，从而破坏镀层与基体的结合。

为防止这种现象，应当用中性或稍碱性的溶液起镀，一般选用中性镍、快速镍或碱铜。

半光亮中笥铁作为打底层用于铸铁、铸钢工件更为适宜，此镀液镀出的镀层与基体金属材质相似，结晶细密，光亮平整，与基体能很好地结合，形成固溶体，结合强度高。

四、镀铬层的特点

镀铬层具有很高的硬度，根据镀液成分和工艺条件不同，其硬度可在很大范围400～1200HV内变化。

镀铬层有较好的耐热性，在500℃以下加热，其光泽性、硬度均无明显变化，温度大于500℃开始氧化变色，大于700℃硬度开始降低。

镀铬层的摩擦系数小，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。

所以镀铬层具有很好的耐磨性。

铬镀层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，但能溶于氢卤酸（如盐酸）和热的硫酸中。

在可见光范围内，铬的反射能力约为65%，介于银（88%）和镍（55%）之间，且因铬不变色，使用时能长久保持其反射能力而优于银和镍。

由于镀铬层具有优良的性能，广泛用作防护一装饰性镀层体系的外表层和功能镀层，在电镀工业中一直占重要的地位。

随着科学技术的发展和人们对环境保护的日趋重视，在传统镀铬的基础上相继发展了微裂纹和微孔铬、黑铬、松孔铬、低浓度镀铬、高效率镀硬铬、三价铬镀铬、稀土镀铬等新工艺，使镀铬层的应用范围进一步扩大。

五、镀铬层的应用范围

电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式，主要与待镀件的尺寸和批量有关。

挂镀适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠,自行车的车把等。

滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。

连续镀适用于成批生产的线材和带材。

刷镀适用于局部镀或修复。

电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，无论采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性。

　　镀层分类

　　镀层分为装饰保护性镀层和功能性镀层两类。

　　装饰保护性镀层　主要是在铁金属、非铁金属及塑料上的镀铬层,特别是钢的铜-镍-铬层，锌及钢上的镍-铬层。

为了节约镍，人们已能在钢上镀铜-镍／铁-高硫镍-镍/铁-低固分镍-铬层。

与镀铬层相似的锡／镍镀层，可用于分析天平、化学泵、阀和流量测量仪表上。

　　功能性镀层这种镀层种类很多，如：

①提高与轴颈的相容性和嵌入性的滑动轴承罩镀层，铅-锡,铅-铜-锡,铅-铟等复合镀层；

②用于耐磨的中、高速柴油机活塞环上的硬铬镀层，这种镀层也可用在塑料模具上，具有不粘模具和使用寿命长的特点；

③在大型人字齿轮的滑动面上镀铜，可防止滑动面早期拉毛；

④用于防止钢铁基体遭受大气腐蚀的镀锌;

⑤防止渗氮的铜锡镀层;

⑥用于收音机、电视机制造中钎焊并防止钢与铝间的原电池腐蚀的锡-锌镀层。

适用于修复和制造的工程镀层,有铬、银、铜等，它们的厚度都比较大，硬铬层可以厚达300微米。

六、镀铬工艺

（1）镀前准备：

工件表面至光滑平整，如脱脂，除锈，去掉飞边和毛刺等，预制键槽和油孔的塞堵，故镀件表面存在的毛刺、锥度、不圆度和疲劳层，都要用切削机床精工修理，或用砂布、金相砂纸打磨，以获得正确的几何形状和暴露出基体金属的正常组织，如需机械加工，则应在满足修正加工目的的前提下，去掉金属越少越好，磨的越光越好。

在修整后的镀件表面粗糙度一般不高于Ra1.6μm

（2）表面清理表面清理指采用化学及机械的方法对镀件表面的油污、锈斑等进行清理。

当镀件表面有大量油污时，先用汽油、煤油、丙酮或乙醇等有机溶剂去除绝大部分油污，然后再用化学脱脂溶液除去残留油污，并用清水洗净。

若表面有较厚的锈蚀物，可用砂布打磨、钢丝刷刷除或喷砂处理，以除去锈蚀物。

对于表面所沾油污和锈斑很少的镀件，不必采用上述处理方法而直接用电净法和活化法来清除油污和锈斑。

（3）电净处理：

在上述清理的基础上，还需用电净液进一步通电处理工件表面。

通电使电净液成分离解，形成气泡，撕破工件表面的油膜，达到脱脂的目的

电净时一般采用正向电流（镀件接负极），对有色金属和对氢脆特别敏感的超高强度钢，采用反向电流（镀件接正极）。

电净时的工作电压和时间应根据工件的材料和表面所决定

电净处理就是槽镀工艺中的电解脱脂。

刷镀中对任何基体金属都用同一种脱脂溶液，只是不同的基体金属所要求的电压和脱脂时间不一样。

电净后的表面应无油迹，对水润湿良好，不挂水珠。

（4）活化处理活化处理用以去除镀件在脱脂后可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀而呈现出金属的结晶组织，确保金属离子能在新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形成结合强度良好的镀层。

活化时，一般采用阳极活化（镀笔接负极）。

活化处理用以去除镀件在脱脂后可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀而呈现出金属的结晶组织，确保金属离子能在新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形成结合强度良好的镀层。

（5）镀过渡层活化处理后，紧接着就刷过渡层，为了节约成本，通常只需要刷2μm厚即可。

常用的过渡层镀液有SDY101，SDY403或低氢脆性镉镀液。

碱铜适用于改善可焊性或需要防渗碳，以及需要良好电气的性能的工艺，厚度限于0.01~0